Protobuf语法

在protobuf中，协议是由一系列的消息组成的。因此最重要的就是定义通信时使用到的消息格式。

一个Protobuf 消息（对应JAVA类），由至少一个字段（对应Java类属性）组合而成。

每个Protobuf 消息的 字段 都有一定的格式。

字段格式：

限定修饰符①|数据类型②|字段名称③ = 字段编码值④|字段默认值⑤

①.限定修饰符包含 required/optional/repeated

required:

表示是一个必须字段，必须是对于发送方而言，在发送消息之前必须设置该字段的值，对于接收方，必须能够识别该字段的意思。发送之前没有设置required字段或者无法识别required字段都会引发编码解码异常，导致消息被丢弃。

required:表示是一个可选字段，可选是对于发送方而言，在发送消息时，可以选择性的设置或者不设置该字段的值。对于接收方，如果能够识别可选字段就进行相应的处理，如果无法识别，则忽略该字段，消息中的其他字段正常处理。因为optional字段的特性，很多接口在升级版本中都把后来添加的字段都统一的设置为optional字段，这样老的版本无需升级程序也可以正常的与新的软件进行通信，只不过新的字段无法识别而已，因为并不是每个节点都需要新的功能，因此可以做到按需升级和平滑过渡。

repeated：表示该字段可以包含0~N个元素。其特性和optional一样，但是每一次可以包含多个值。可以看做是在传递一个数组的值。

②.数据类型

Protobuf定义了一套基本数据类型。几乎都可以映射到C++/Java等语言的基础类型

protobuf 数据类型	描述	打包	C++语言映射
bool	布尔类型	1字节	bool
double	64位浮点数	N	double
float	32为浮点数	N	float
int32	32位整数	N	int
uin32	无符号32位整数	N	unsigned int
int64	64位整数	N	__int64
uint64	64为无符号整	N	unsigned __int64
sint32	32位整数，处理负数效率更高	N	int32
sing64	64位整数 处理负数效率更高	N	__int64
fixed32	32位无符号整数	4	unsigned int32
fixed64	64位无符号整数	8	unsigned __int64
sfixed32	32位整数、能以更高的效率处理负数	4	unsigned int32
sfixed64	64为整数	8	unsigned __int64
string	只能处理 ASCII字符	N	std::string
bytes	用于处理多字节的语言字符、如中文	N	std::string
enum	可以包含一个用户自定义的枚举类型uint32	N(uint32)	enum
message	可以包含一个用户自定义的消息类型	N	object of class

N 表示打包的字节并不是固定。而是根据数据的大小或者长度。
例如int32，如果数值比较小，在0~127时，使用一个字节打包。
关于枚举的打包方式和uint32相同。
关于message，类似C语言中的结构包含另外一个结构作为数据成员一样。
关于fixed32和int32的区别。fixed32的打包效率比int32的效率高，但是使用的空间一般比int32多。因此一个属于时间效率高，一个属于空间效率高。根据项目的实际情况，一般选择fixed32，如果遇到对传输数据量要求比较苛刻的环境，可以选择int32。

③.字段名称

字段名称的命名与C、C++、java等语言的变量命名方式几乎是相同的。
protobuf建议字段的命名采用以下划线分隔的驼峰式。例如first_name而不是firstName。

④.字段编码值

有了该值，通信双方才能互相识别对方的字段。当然相同的编码值，其限定修饰符和数据类型必须相同。
编码值的取值范围为1~2^32（4294967296）。
其中1_{15的编码时间和空间效率是最高的，编码值越大，其编码的时间和空间效率就越低（相对于1}15），当然一般情况下相邻的2个值编码效率是相同的，除非2个值恰好是在4字节，12字节，20字节等临界区。比如15和16。
1900~2000编码值为Google protobuf系统内部保留值，建议不要在自己的项目中使用。
protobuf还建议把经常要传递的值把其字段编码设置为1~15之间的值。
消息中的字段的编码值无需连续，只要是合法的，并且不能在同一个消息中有字段包含相同的编码值。
建议：项目投入运营以后涉及到版本升级时的新增消息字段全部使用optional或者repeated，尽量不要使用required。如果使用了required，需要全网统一升级，如果使用optional或者repeated可以平滑升级。

⑤.默认值

当在传递数据时，对于required数据类型，如果用户没有设置值，则使用默认值传递到对端。当接受数据时，对于optional字段，如果没有接收到optional字段则设置为默认值。

关于import

protobuf接口文件可以像C语言的h文件，一个分离为多个，在需要的时候通过import导入需要的文件。其行为和C语言的#include或者java的import的行为大致相同。

关于package

避免名称冲突，可以给每个文件指定一个package名称，对于java解析为java中的包。对于C++则解析为名称空间。

关于message

支持嵌套消息，消息可以包含另一个消息作为其字段。也可以在消息内定义一个新的消息。

关于enum

枚举的定义和java相同，但是有一些限制。
枚举值必须大于等于0的整数。
使用分号（;）分隔枚举变量而不是java语言中的额逗号（,）

eg.

enum VoipProtocol
{
  H323 = 1;
  SIP = 2;
  MGCP = 3;
  H248 = 4;
}